CN115012589A - 一种冬暖夏凉式屋顶及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冬暖夏凉式屋顶及其施工方法，包括自下而上依次设置的下层钢筋混凝土层、泡沫混凝土层、上层钢筋混凝土层，防水层；所述的泡沫混凝土层的上表面呈波浪形，上层钢筋混凝土层为与泡沫混凝土层上表面相配的波浪形；防水层的上方设置有隔热板，隔热板的宽度与波浪纹的宽度相等。本发明屋顶结构下层钢筋混凝土层、泡沫混凝土层、上层钢筋混凝土层均是整体结构，结构强度大，材料均为无机材料，使用寿命长，避免了分块浇筑时使用的有机缝隙材料，夏季利用波浪形空间存水，利用水分蒸发给房屋降温，冬季利用隔热板及与波浪形结构形成的空腔结构保温，达到冬暖夏凉的技术效果。
Description
技术领域
本发明属于房屋建筑设计技术领域，具体涉及一种冬暖夏凉式屋顶及其施工方法。
背景技术
屋顶是房屋建筑重要的组成部分，屋顶结构用于挡风遮雨，防淋防晒，因此，屋顶防水、保温和隔热显得尤为重要。对于屋顶的保温，现有技术中大多采用在外墙贴保温板，缓解屋内热量的散发或降低外界冷空气的侵入速度，但并不能达到很好的保温效果，另外，外部太阳光、恶劣环境还会造成开裂，甚至向屋内渗水，影响居住质量。为了进一步提高房屋的保温效果，目前经常在屋顶设计时增加保温层，如发泡水泥层、岩棉层，虽然取得了良好的保温效果，但在隔热、防水方面效果并不突出，减少了使用寿命。
现有技术中对屋顶结构的改进大都集中在保温方面，对于隔热甚至是主动降温、散热方面研究的的较少，在夏季居住时温度仍维持在较高的水平，不得不依靠空调长时间的制冷，维持屋内适宜的温度，耗费了大量的能源。
目前，当施工面积较大时，采用整体式一体化浇筑施工，由于混凝土热胀冷缩的情况下，发生形变容易产生断裂和裂缝，影响其使用功能和寿命，因此在施工面积较大时通常采用分块浇筑的方法，块与块之间留有空隙，有利于力的分散和缓冲，避免混凝土板上产生裂缝，但由于填缝材料容易老化或与混凝土结合不牢固的原因，在空隙处容易发生渗水现象，作为屋顶时容易发生漏水问题，作为路面材料时地面水渗入混凝土板下的基层中，造成地基承载力降低和强度不均匀，影响使用功能和寿命。。
发明内容
针对现有技术中存在的屋顶使用寿命短、容易发生漏水、需要经常维修、保温效果差的技术问题，本发明提供了一种冬暖夏凉式屋顶及其施工方法，该屋顶冬季保温效果好，且夏季有降温作用，全年温差小，节省了大量能源，不需要常年进行维护。
本申请通过以下技术方案实现：
本发明中的冬暖夏凉式屋顶，包括自下而上依次设置的下层钢筋混凝土层、泡沫混凝土层、上层钢筋混凝土层，防水层；所述的泡沫混凝土层的上表面呈波浪形，上层钢筋混凝土层为与泡沫混凝土层上表面相配的波浪形。
进一步地，所述的防水层的上方设置有隔热板，所述隔热板的宽度与波浪纹的宽度相等。
进一步地，所述的隔热板为泡沫混凝土隔热板。
进一步地，上层钢筋混凝土层的波浪纹的宽度为500-1000mm，波浪纹的高度为50-100mm。
进一步地，所述的上层钢筋混凝土层的厚度为100-200mm，下层钢筋混凝土层100-200mm，泡沫混凝土层50-100mm。
本发明中，所述的冬暖夏凉式屋顶的施工方法，包括以下步骤：
（1）制作波浪形模具；
（2）在屋顶安装钢筋骨架结构和模具，浇筑混凝土，固化，形成下层钢筋混凝土层；
（3）在下层钢筋混凝土层上安装模具，浇筑发泡水泥，用波浪形模具按压，使其上表面形成波浪形，发泡固化，形成波浪形的泡沫混凝土层；
（4）在泡沫混凝土层的上表面安装波浪形的钢筋网架和模具，浇筑混凝土，用波浪形模具按压，固化，形成与泡沫混凝土层上表面相匹配的波浪形上层钢筋混凝土层；
（5）在上层钢筋混凝土层上铺设防水层。
对于大型广场、屋顶的混凝土地面，需要分块浇筑，对于室内瓷砖的铺设，需要分块铺设，块与块之间留有接缝，以抵消热胀冷缩的产生的形变。主要因为混凝土或瓷砖本身不具有伸缩性能，只能通过突起或裂缝来抵消形变。本发明的上层钢筋混凝土层为整体式结构，位于阳光直晒的最上层，在夏天和冬天会由于热胀冷缩的原因产生形变，由于上层钢筋混凝土层呈波浪形，当产生形变时，波浪形会产生伸长和收缩，抵消形变，防止上层钢筋层产生的突起和裂痕。对于混凝土来说，其拉伸形变时的形变能力很差，但是，具有一定的折弯形变能力，也就是混凝土具有一定的弯折形变。由于本发明的上层钢筋混凝土层为波浪形，热胀冷缩时，发生的是折弯形变，就不会产生突起或裂缝。
另外，本发明的泡沫混凝土层具有保温功能，同时，最上层为隔热板，在冬季温度低于10℃时，可将隔热板覆盖在波浪形上面，与防水层形成空腔结构，与泡沫混凝土配合，达到双重保温效果；当温度高于25℃时，在波浪形凹陷处可以收集的雨水，水汽蒸发，吸收热量，将屋顶上热量带走，给屋顶降温，达到冬暖夏凉的技术效果。本发明冬暖夏凉式屋顶适用范围更广，尤其是温度低于0℃时，使用寿命更长。
有益效果
（1）本发明的屋顶结构，所述的下层钢筋混凝土层、泡沫混凝土层、上层钢筋混凝土层均是整体结构，具有结构强度大的优点；
（2）本发明的材料均为无机材料，使用寿命长，避免了分块浇筑时使用的有机缝隙材料，延长了屋顶的维修周期；
（3）本发明冬暖夏凉式屋顶夏季利用波浪形空间存水，利用水分蒸发给房屋降温，冬季利用隔热板及与波浪形结构形成的空腔结构保温，达到冬暖夏凉的技术效果。
附图说明
图1为冬暖夏凉式屋顶主视图剖面结构图示意图；
其中，1为下层钢筋混凝土层，2为泡沫混凝土层，3为上层钢筋混凝土层，4为防水层，5为隔热板。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1为冬暖夏凉式屋顶主视图剖面结构图示意图，所述的冬暖夏凉式屋顶自下而上依次设置的下层钢筋混凝土层1，泡沫混凝土层2，上层钢筋混凝土层3，防水层4，隔热板5，泡沫混凝土层2的上表面呈波浪形，上层钢筋混凝土层3为与泡沫混凝土层2上表面相配的波浪形。
泡沫混凝土内孔为闭孔，导热系数低，隔热效果明显，用于提高建筑保温效果。
实施例1
所述的冬暖夏凉式屋顶施工方法为：
（1）制作波浪形模具，波浪纹宽度为1000mm，波浪纹的高度为60mm；
（2）制作钢筋混凝土骨架结构，钢筋混凝土骨架的高度为120mm，宽度和长度与屋顶等长等宽；对屋顶（12×10m）表面进行清洁，将钢筋钢筋混凝土骨架结构安置在屋顶上，并在钢筋混凝土骨架结构四周安装模具，将混合好的混凝土（石子、砂子和水泥）浇筑到钢筋混凝土骨架结构中，固化养护，形成下层钢筋混凝土层1；
（3）在下层钢筋混凝土层1上安装模具，并在下层钢筋混凝土层1上浇筑发泡水泥（由发泡材料和水泥组成，使用时现用现混），发泡过程中同时用步骤（1）中制备的波浪形模具按压，使发泡后的水泥上表面形成波浪形，水泥发泡（泡沫混凝土内孔为闭孔，导热系数低，隔热效果明显）固化后，形成泡沫混凝土层2，泡沫混凝土层2最低点的厚度为40mm，最高点的高度为100mm；
（4）制作波浪形钢筋骨架，波浪纹的高度为60mm，波浪形钢筋骨架高度为100mm，长度和宽度与屋顶匹配，将制作的波浪形钢筋骨架安置于泡沫混凝土层2上，同时四周用模具固定，向波浪形钢筋骨架中浇筑混合好的混凝土（石子、砂子和水泥），用步骤（1）中制作的波浪形模具按压，固化养护，形成与泡沫混凝土层2上表面相匹配的波浪形上层钢筋混凝土层3；
（5）在上层钢筋混凝土层3没固化之前铺设聚乙烯丙纶布，用于防水；
（6）在施工屋顶附近空地上制作宽度为1000mm，长度为10m，高度为10mm的模具，向模具中浇筑发泡水泥（与步骤（3）发泡水泥材料相同，由发泡材料和水泥组成，使用时现用现混），发泡固化后形成隔热板5。
效果检测：
本发明施工方法施工的屋顶，一体式加工，屋顶施工后2年内未出现裂缝，不漏水渗水，结构整体性良好，克服了施工面积较大时采用分块浇筑的问题，延长了使用功能和寿命，有利于推广应用。
以北方某城市为例，三座同等大小（建筑面积为120m2）的顶层住宅，第一座和第二座同时采用实施例1方法进行施工，不同的是第一座在日平均气温低于10℃时，将隔热板5覆盖在波浪形上面，与防水层4形成空腔结构，当日平均温度高于25℃时，在波浪形凹陷处注入水（下雨时直接收集雨水），始终保持波浪形凹陷有水状态，第二座不加盖隔热板5，夏季也不进行补水；第三座为毛坯房，不设置任何保温层。
经测量，该城市2019年夏季最高温度为40℃，冬季最低温-16℃，测量室内最高温和最低温度差，第一座住宅夏季最高温为29℃，冬季最低温为5℃，温差为24℃；第二座住宅夏季最高温为31℃，冬季最低温为-1℃，温差为32℃；第三座住宅，夏季最高温为34℃，冬季最低温为-5℃，温差为39℃。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种冬暖夏凉式屋顶，其特征在于，包括自下而上依次设置的下层钢筋混凝土层、泡沫混凝土层、上层钢筋混凝土层，防水层；所述的泡沫混凝土层的上表面呈波浪形，上层钢筋混凝土层为与泡沫混凝土层上表面相配的波浪形。
2.根据权利要求1所述的冬暖夏凉式屋顶，其特征在于，所述的防水层的上方设置有隔热板，所述隔热板的宽度与波浪纹的宽度相等。
3.根据权利要求1所述的冬暖夏凉式屋顶，其特征在于，所述的隔热板为泡沫混凝土隔热板。
4.根据权利要求1所述的冬暖夏凉式屋顶，其特征在于，上层钢筋混凝土层的波浪纹的宽度为500-1000mm，波浪纹的高度为50-100mm。
5.根据权利要求1所述的冬暖夏凉式屋顶，其特征在于，所述的上层钢筋混凝土层的厚度为100-200mm，下层钢筋混凝土层100-200mm，泡沫混凝土层50-100mm。
6.一种权利要求1~5任一项所述的冬暖夏凉式屋顶的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）制作波浪形模具；
（2）在屋顶安装钢筋骨架结构和模具，浇筑混凝土，固化，形成下层钢筋混凝土层；
（3）在下层钢筋混凝土层上安装模具，浇筑发泡水泥，用波浪形模具按压，使其上表面形成波浪形，发泡固化，形成波浪形的泡沫混凝土层；
（4）在泡沫混凝土层的上表面安装波浪形的钢筋网架和模具，浇筑混凝土，用波浪形模具按压，固化，形成与泡沫混凝土层上表面相匹配的波浪形上层钢筋混凝土层；
（5）在上层钢筋混凝土层上铺设防水层。
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